[发明专利]一种铝钪合金靶材的制备方法

权利要求书

1.一种铝钪合金靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：熔炼，将铝原料和钪原料通过冷坩埚悬浮熔炼，得到铝钪合金熔体，具体步骤为：以钪原料和铝原料作为反应原料，首先将钪原料通过冷坩埚悬浮进行熔炼，得到钪熔体，再将铝原料分批次添加到钪熔体中熔炼，得到铝钪合金熔体；

S2：浇铸，将所述铝钪合金熔体浇铸到模具上冷却成型，得到铝钪合金铸锭，所述浇铸的时间为5～10S；

S3：熔化，将所述铝钪合金铸锭置于真空坩埚炉内，升温使铸锭熔融成为铝钪合金液，具体步骤为：将所述铝钪合金铸锭置于真空坩埚内，将坩埚内的铸锭进行升温至1450～1650℃，升温的持续时间为25～35min，使坩埚内的铸锭熔融成为铝钪合金液后保温5～20min；

S4：雾化，将所述铝钪合金液进行雾化后得到铝钪合金粉末，具体步骤为：将所述铝钪合金液通过雾化喷嘴流出与高速流动的气体相遇，雾化成为细小液滴，液滴在封闭的雾化室内凝固成铝钪合金粉末；

S5：烧结，将所述铝钪合金粉末进行烧结后得到铝钪合金靶坯，具体步骤为：将所述铝钪合金粉末置于石墨模具中，再将石墨模具置于热压烧结炉内，升温升压至温度为950～1150℃、压力为20～40Mpa，然后进行100～240min的恒温恒压，恒温恒压结束后撤去压力，使铝钪合金粉末冷却后得到铝钪合金粉末靶坯；

S6：机加工，将所述铝钪合金靶坯进行机加工得到铝钪合金靶材；

S3、S4的具体步骤为：将铝钪合金铸锭置于真空坩埚内，真空坩埚炉为氧化铝真空坩埚炉、氧化锆真空坩埚炉或氧化镁真空坩埚炉中的一种，坩埚底部开有5～10mm的小孔，小孔下方安装雾化喷嘴，小孔上方安装塞棒，塞棒材质为氧化铝、氧化锆或氧化镁中的一种，雾化开始前塞棒堵住小孔，坩埚内置一根测温热电偶，热电偶置于保护套管内且与合金液接触，保护套管的材质为氧化铝，热电偶实时监测铝钪合金液的温度；将坩埚内的铸锭进行升温至1450～1650℃，升温的持续时间为25～35min，使坩埚内的铸锭熔融成为铝钪合金液后保温5～20min，控制快速升温将铝钪合金铸锭熔化为铝钪合金液，使铝钪合金液中组分以Al₂Sc和Al₃Sc为主，不存在单质Al或单质Sc，后续雾化制粉得到的铝钪合金粉粒度大小均匀，物相以Al₂Sc和Al₃Sc为主，不存在单质Al或单质Sc相，保温结束后，开始进行雾化，塞棒松开使铝钪合金液通过小孔进入雾化喷嘴流出，铝钪合金液通过雾化喷嘴流出与高速流动的气体相遇，雾化成为细小液滴，液滴在封闭的雾化室内凝固成铝钪合金粉末，得到的铝钪合金粉末粒度为20～30μm，氧含量＜2000ppm，纯度＞3.5N，其中，气体为氩气或氮气中的一种，气体气流的压力为2～3MPa。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S5中升温速率为10～20℃/min。